Стероидите, открити в скала на 1,6 милиарда години, могат да помогнат на учените да разрешат дългогодишна мистерия за еволюцията на едноклетъчния живот.
Тези съединения се произвеждат от еукариотни организми, които се определят като имат клетки с ядра и вътрешни органели, свързани с мембрани. Съвременните еукариоти включват растения, гъби и животни. За разлика от тях, прокариотите – бактерии и археи – нямат тези характеристики. Въз основа на молекулярни данни изследователите знаят, че едноклетъчните еукариоти са еволюирали преди най-малко 2 милиарда години, но има много малко вкаменелости от най-ранните им дни.
Особено объркващо е, че стероидите, които еукариотите произвеждат като част от техните мембрани, не се появяват във вкаменелостите преди около 800 милиона години. Последният общ прародител на съвременните еукариоти, включително днешните хора, е живял преди около 1,2 милиарда години и трябва да са произвели тези стероиди, създавайки объркване защо не са се появили в древните скали.
Сега изследователите са открили, че са търсили грешното нещо. Вместо да търсят модерно изглеждащи стероидни съединения, те откриха прекурсори от по-ранни стъпки в метаболизма на микробите. Екипът публикува своите резултати в сряда (7 юни) в списанието Природата.
„Все едно да минаваш покрай нещо очевидно всеки ден, но да не го „виждаш“,“ първият автор на изследването Йохен Брокс, професор в Изследователското училище по земни науки към Австралийския национален университет, каза пред Live Science. „Но след като разберете как изглежда, внезапно го виждате навсякъде.“
Еукариотен свят
След като изследователите разбраха кои молекули да търсят, те ги откриха навсякъде в седиментни скали от преди между 1 милиард и 1,6 милиарда години. Това променя картината на вярванията на изследователите относно първоначалното изобилие на еукариотите, каза Брокс.
„По-рано смятахме, че еукариотите са или с много малко изобилие, или са ограничени до маргинални среди, където не можем да намерим молекулярните вкаменелости“, каза той. „Сега изглежда, че по-първичните форми могат да бъдат доста изобилни дори в открити морски местообитания.“
Съединенията първоначално са открити в скали, образували се на дъното на древния океан, които сега са изложени на сушата в Северната територия на Австралия. Когато обаче изследователите разшириха търсенето си на милиардигодишни скали в световен мащаб, те откриха следи от стероиди в древни водни пътища от цял свят, включително в Западна Африка, Скандинавия и Китай.
Най-старите проби датират отпреди 1,64 милиарда години; учените все още не са открили по-стари скали, които са достатъчно добре запазени за анализ. Има също празнина в записа от преди между 1 милиард и 800 милиона години, каза Брокс, тъй като все още съществуват малко морски скали от този период. Този период обаче е точно на прага на появата на съвременните еукариоти, каза той, така че е важно да се запълнят тези пропуски.
Еволюционна иновация
Новото проучване е „значителна стъпка“ напред в попълването на липсващите данни около ранните еукариоти, каза Лора Кацбиолог от Smith College, който изучава еволюцията на еукариотите, но не е участвал в новото изследване.
„Тази статия ни помага да разберем тези ранни еукариоти и как може да са изглеждали ранните еукариоти“, каза Кац.
Тези организми са се развили в много различна среда от днешната, Андрю Роджър, молекулярен биолог от университета Далхаузи в Канада, който не е участвал в изследването, каза пред Live Science. Атмосферата на Земята не е съдържала значителни нива на кислород до преди 2,4 милиарда години и не е достигнала съвременните нива на кислород до преди 650 милиона години, каза Роджър.
Нивата на кислород в атмосферата може да са изиграли роля във времето на еволюцията на еукариотите, като се има предвид, че повечето еукариоти използват кислород в своя метаболизъм, каза той. Дори е възможно новоразработените стероиди да са позволили на тези ранни еукариоти да се преместят в нови, богати на кислород среди, каза Кац.